압축 공기 에너지 저장 기술 연구

중국과학원 물리화학 기술 연구소 연구팀은 최근 칭화(淸華) 대학 연구팀, 중국 전력(電力) 과학 연구원 연구팀과 공동 연구를 실행하여 ‘500kW 비 재연 압축 공기 에너지 저장 발전(Non-afterburning compressed air energy storage power generation) 시범 시스템’을 개발하는데 성공하였다.

연구팀이 개발한 ‘500kW 비 재연 압축 공기 에너지 저장 발전 시범 시스템’은 현재 중국 안후이성(安徽省) 우후시(蕪湖市)에서 여자(勵磁) 발전(Excitation Generation)을 실현하였으며 연구팀은 현재까지 이미 동 ‘시스템’을 이용하여 ‘100kW 발전의 단계별 목표’를 실현한 상황이다.

‘500kW 비 재연 압축 공기 에너지 저장 발전 시범 시스템’을 이용한 발전의 성공적인 실현은 중국과학원 물리화학 기술 연구소 연구팀이 대규모 에너지 저장 기술 분야에서 중대한 혁신 성과를 취득하였음을 의미한다. 이번 연구개발 성과의 취득은 중국의 에너지 저장 산업 발전을 추진하는 면에서 중대한 역할을 발휘하게 될 것으로 전망된다.

압축 공기 에너지 저장 시스템은 에너지 저장 용량이 크고, 전기 에너지 전환 효율이 높으며, 안전하고 신뢰 정도가 높고, 환경 친화적인 특성을 보유하고 있기 때문에 양수 에너지 발전소 다음으로 개발된 일종 극히 큰 잠재력을 보유하고 있는 대규모 에너지 저장 시스템에 속한다는 평가를 받고 있다. 압축 공기 에너지 저장 시스템은 스마트 그리드 구축, 대규모 재생가능 에너지 도입, 그리드 부하 조절 및 전력 시스템 안전성 보장 등 분야에서 밝은 응용 전망을 보유하고 있다.

하지만 현재 일상적인 압축 공기 에너지 저장 시스템은 연료 재연(Fuel afterburning) 형식을 이용하고 있기 때문에 시스템의 에너지 저장 효율이 낮고 재연으로 인해 오염물질 배출 등 문제점이 발생하여 관련 기술의 보급과 응용이 영향을 받고 있는 상황이다.

효율적이고 환경 친화적인 압축 공기 에너지 저장 관련 새로운 프로세스를 개발하기 위해 중국과학원 물리화학 기술 연구소 연구팀은 칭화(淸華) 대학 연구팀, 중국 전력(電力) 과학 연구원 연구팀과 공동 연구를 실행하여 압축 공기 에너지 저장 시스템 구축을 위한 기초 과제, 핵심 설비 및 핵심 기술에 대해 계통적이고 심층적인 연구를 실행하였다.

연구팀은 이번 연구를 통해 이중 역할 및 로드 덤프(load dump)에 기반한 비안정 상태 압축, 열량의 계단 레벨 저장 피드백, 멀티 레벨 재열팽창 등 혁신적인 프로세스 방안을 제시하였다. 연구팀은 이번 연구를 통해 더욱 큰 규모의 그린 에너지 저장 시스템 구축에 수요되는 중요한 기술 기반을 구축하였다.

이번 연구는 ‘국가 그리드’의 ‘압축 공기 에너지 저장 발전 핵심 기술 및 공정 실용 방안 연구’ 프로젝트 비용 지원을 받아 실행되었으며, 중국과학원 물리화학 기술 연구소 산하 ‘열 역학 과정 및 에너지 절약 기술 연구 센터’ 센터장인 왕쥔제(王俊杰) 연구원이 주도하는 연구팀에 의해 완성되었다.

※ 출처 : EngNews (산업포탈 여기에) - 압축 공기 에너지 저장 기술 연구